RU2783432C1 - Method for passivation of the contact surface of equipment made of austenitic nickel-containing steel for protection against aggressive media - Google Patents
Method for passivation of the contact surface of equipment made of austenitic nickel-containing steel for protection against aggressive media Download PDFInfo
- Publication number
- RU2783432C1 RU2783432C1 RU2022122696A RU2022122696A RU2783432C1 RU 2783432 C1 RU2783432 C1 RU 2783432C1 RU 2022122696 A RU2022122696 A RU 2022122696A RU 2022122696 A RU2022122696 A RU 2022122696A RU 2783432 C1 RU2783432 C1 RU 2783432C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sulfuric acid
- passivation
- contact surface
- steel
- austenitic nickel
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 20
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 20
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 238000002161 passivation Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 nitric acid ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- UEUXEKPTXMALOB-UHFFFAOYSA-J tetrasodium;2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(carboxylatomethyl)amino]acetate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O UEUXEKPTXMALOB-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам защиты поверхности стальных конструкций оборудования рекуперации абсорбционной теплоты процесса производства серной кислоты.The invention relates to the chemical industry, and in particular to methods for protecting the surface of steel structures of equipment for the recovery of absorption heat from the production of sulfuric acid.
При эксплуатации стального оборудования в процессах производства контактной серной кислоты имеет место химическая коррозия внутренних поверхностей, возникающая вследствие циркуляции горячей высококонцентрированной серной кислоты. During the operation of steel equipment in the production of contact sulfuric acid, chemical corrosion of internal surfaces occurs due to the circulation of hot, highly concentrated sulfuric acid.
Для предотвращения коррозии внутренних поверхностей, контактирующих с агрессивными веществами (средами), проводят их пассивацию, создавая на этих поверхностях оксидные пленки различной сплошности, состава и прочности.To prevent corrosion of internal surfaces in contact with aggressive substances (environments), they are passivated, creating oxide films of various continuity, composition and strength on these surfaces.
Известен способ защиты от коррозии оборудования, включающий обработку стали при повышенной температуре раствором, содержащим молочную кислоту, с последующей обработкой пероксидом водорода (Патент SU № 1 811 219 A1). A known method of protection against corrosion of equipment, including the treatment of steel at elevated temperature with a solution containing lactic acid, followed by treatment with hydrogen peroxide (SU Patent No. 1 811 219 A1).
Существенным недостатком известного метода является крайне низкая стойкость покрытия при контакте с высокоактивными окислителями и, в частности, серной кислотой. A significant disadvantage of the known method is the extremely low resistance of the coating in contact with highly active oxidizing agents and, in particular, sulfuric acid.
Известны способы пассивации поверхности оборудования из перлитных сталей, включающие создание пассивного оксидного покрытия раствором, содержащим азотно-кислые ионы и ионы алюминия (Патенты RU № 2271407C2 и RU № 2228388C2).Known methods for passivating the surface of equipment made of pearlitic steels, including the creation of a passive oxide coating with a solution containing nitric acid ions and aluminum ions (Patents RU No. 2271407C2 and RU No. 2228388C2).
Существенным недостатком указанных способов является низкая стойкость покрытия в жестких условиях (кислые или коррозионно-активные среды, высокая температура и пр.).A significant disadvantage of these methods is the low durability of the coating under harsh conditions (acidic or corrosive environments, high temperatures, etc.).
Известен способ пассивации поверхности перлитных сталей обработкой раствором, содержащим азотную кислоту и гидразин (RU № 2195514C2).A known method of passivation of the surface of pearlitic steels by treatment with a solution containing nitric acid and hydrazine (RU No. 2195514C2).
Существенным недостатком предложенного способа является высокая токсичность гидразина, низкая устойчивость покрытия в агрессивных средах.A significant disadvantage of the proposed method is the high toxicity of hydrazine, low stability of the coating in aggressive environments.
Известен способ пассивации теплотехничекого оборудования путем создания на поверхностях оксидного покрытия при обработке комплексоном с последующим термическим разложением комплексонатов железа (АС № 165633)A known method for the passivation of heat engineering equipment by creating an oxide coating on the surfaces during treatment with complexone, followed by thermal decomposition of iron complexonates (AC No. 165633)
Основной недостаток - низкая защитная способность полученных оксидных пленок.The main disadvantage is the low protective ability of the obtained oxide films.
Существующие способы пассивации стальных и железных изделий в концентрированной азотной кислоте при пониженной температуре (2 -3°С).Existing methods of passivation of steel and iron products in concentrated nitric acid at low temperature (2 -3°C).
Недостаток способа - низкая устойчивость защитной пленки и сложное аппаратурное исполнение.The disadvantage of this method is the low stability of the protective film and complex hardware design.
Известен способ пассивации поверхности стальных изделий при использовании раствора серной кислоты с хромпиком (упоминается в патенте SU № 136148 A1).A known method of passivation of the surface of steel products using a solution of sulfuric acid with a chromic peak (mentioned in the patent SU No. 136148 A1).
Основной недостаток – проблема утилизации отработанного раствора, содержащего канцерогенный и токсичный хром (VI) и потеря свойств рабочих растворов.The main disadvantage is the problem of disposal of the waste solution containing carcinogenic and toxic chromium (VI) and the loss of properties of working solutions.
Наиболее близким по достигаемому результату и сущности является способ пассивации поверхности стальных деталей перед нанесением гальванических покрытий, отличающийся тем, что, с целью снижения пористости покрытий, обработку деталей ведут в растворе, содержащем 500-560 г/л едкого натра при температуре 50-60° и анодной плотности тока 4-5 А/дм2 в течение 20-30 сек.The closest in terms of the achieved result and essence is the method of passivation of the surface of steel parts before applying electroplated coatings, characterized in that, in order to reduce the porosity of the coatings, the processing of the parts is carried out in a solution containing 500-560 g / l of sodium hydroxide at a temperature of 50-60 ° and anode current density of 4-5 A/dm 2 for 20-30 sec.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототип) является способ пассивации железосодержащих сталей уксусной кислотой (Патент SU № 1 004 053 A1).The closest in technical essence and the achieved result (prototype) is a method of passivation of iron-containing steels with acetic acid (Patent SU No. 1 004 053 A1).
Основным недостатком предлагаемого способа является летучесть используемых реагентов, низкая устойчивость образующейся защитной пленки.The main disadvantage of the proposed method is the volatility of the reagents used, the low stability of the resulting protective film.
Задачей данного изобретения является разработка способа пассивации контактной поверхности оборудования из аустенитной никельсодержащей стали для защиты от воздействия агрессивных сред (процессы производства серной кислоты по методу двойной контакт – двойная абсорбция с использованием абсорбционной теплоты).The objective of this invention is to develop a method for passivating the contact surface of equipment made of austenitic nickel-containing steel to protect against aggressive environments (processes for the production of sulfuric acid by the double contact - double absorption method using absorption heat).
Поставленная задача решается путем обработки поверхности из аустенитной никельсодержащей стали концентрированной серной кислотой с концентрацией 98,0 – 100,0 % при температуре 120 – 200°С в течение 200 – 400 часов. При других условиях ведения процесса технический результат не достигается.The task is solved by treating the surface of austenitic nickel-containing steel with concentrated sulfuric acid with a concentration of 98.0 - 100.0% at a temperature of 120 - 200 ° C for 200 - 400 hours. Under other conditions of the process, the technical result is not achieved.
При использовании серной кислоты концентрацией менее 98% поверхность металла растворяется, и защитная пленка не образуется. При выходе за пределы указанного температурного и временного диапазонов защитная плёнка так же не образуется.When using sulfuric acid with a concentration of less than 98%, the surface of the metal is dissolved, and the protective film is not formed. When going beyond the specified temperature and time ranges, a protective film is also not formed.
Сущность предлагаемого способа и достигаемые результаты более наглядно проиллюстрированы следующими примерамиThe essence of the proposed method and the results achieved are more clearly illustrated by the following examples.
Пример 1Example 1
Образец аустенитной никельсодержащей стали (12Х18Н10Т) выдерживают в серной кислоте с концентрацией 98 % масс, в течение 300 часов при температуре 160°С. Толщина защитной пленки 38 нм. При выдержке в течение 600 часов при температуре 160˚С толщина защитной пленки составила 38 нм.A sample of austenitic nickel-containing steel (12Kh18N10T) is kept in sulfuric acid with a concentration of 98 wt % for 300 hours at a temperature of 160°C. The thickness of the protective film is 38 nm. When exposed for 600 hours at a temperature of 160˚C, the thickness of the protective film was 38 nm.
Пример 2Example 2
Образец аустенитной никельсодержащей стали (12Х18Н10Т) выдерживают в серной кислоте с концентрацией 100 % масс, в течение 200 часов при температуре 120°С. Толщина защитной пленки 35 нм. При выдержке в течение 400 часов при температуре 120°С толщина защитной пленки составила 35 нм.A sample of austenitic nickel-containing steel (12Kh18N10T) is kept in sulfuric acid with a concentration of 100 wt % for 200 hours at a temperature of 120°C. The thickness of the protective film is 35 nm. When exposed for 400 hours at a temperature of 120°C, the thickness of the protective film was 35 nm.
Пример 3Example 3
Образец аустенитной никельсодержащей стали (12Х18Н10Т) выдерживают в серной кислоте с концентрацией 99,3 % масс, в течение 400 часов при температуре 200°С. Толщина защитной пленки 42 нм. При выдержке в течение 800 часов при температуре 200˚С толщина защитной пленки составила 42 нм.A sample of austenitic nickel-containing steel (12X18H10T) is kept in sulfuric acid with a concentration of 99.3 wt% for 400 hours at a temperature of 200°C. The thickness of the protective film is 42 nm. When exposed for 800 hours at a temperature of 200˚C, the thickness of the protective film was 42 nm.
Из представленных примеров видно, что выдержка образца при заданных условиях позволяет получить на поверхности защитную пленку, устойчивую к агрессивной среде. При этом дальнейшее увеличение времени выдержки не приводит к увеличению толщины пленки.From the presented examples, it can be seen that exposure of the sample under given conditions makes it possible to obtain a protective film on the surface that is resistant to an aggressive environment. In this case, a further increase in the holding time does not lead to an increase in the film thickness.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2783432C1 true RU2783432C1 (en) | 2022-11-14 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU161605A1 (en) * | ||||
| RU2271407C2 (en) * | 2003-02-19 | 2006-03-10 | Валерий Владимирович Прозоров | Method of passivation of equipment made from pearlite steels at minor amount of reagents |
| CN104630758A (en) * | 2013-11-14 | 2015-05-20 | 青岛旭升封头有限公司 | Anticorrosion method of stainless steel seal head through pickling and passivation |
| CN109487280A (en) * | 2018-12-26 | 2019-03-19 | 安徽笃舜智能装备有限公司 | A kind of austenitic stainless steel Cleaning and Passivation agent |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU161605A1 (en) * | ||||
| RU2271407C2 (en) * | 2003-02-19 | 2006-03-10 | Валерий Владимирович Прозоров | Method of passivation of equipment made from pearlite steels at minor amount of reagents |
| CN104630758A (en) * | 2013-11-14 | 2015-05-20 | 青岛旭升封头有限公司 | Anticorrosion method of stainless steel seal head through pickling and passivation |
| CN109487280A (en) * | 2018-12-26 | 2019-03-19 | 安徽笃舜智能装备有限公司 | A kind of austenitic stainless steel Cleaning and Passivation agent |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГЕРБЕР Т. М. и др. Особенности эксплуатации и экспертизы промышленной безопасности резервуаров для хранения серной кислоты. Потенциал современной науки, 2015, N 7(15), c. 25-30. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kosaba et al. | Effect of anodizing on galvanic corrosion resistance of Al coupled to Fe or type 430 stainless steel in diluted synthetic seawater | |
| Uhlig et al. | Chemical Factors Affecting Stress Corrosion Cracking of 18–8 Stainless Steels | |
| US6638369B1 (en) | Non-chromate conversion coatings | |
| Spies | Corrosion behaviour of nitrided, nitrocarburised and carburised steels | |
| Kumaran et al. | Corrosion studies on stainless steel 316 and their prevention-a review | |
| CN110168138A (en) | Anodised aluminium is closed without nickel technique using low temperature | |
| JPS6167773A (en) | Metal surface treatment method | |
| RU2783432C1 (en) | Method for passivation of the contact surface of equipment made of austenitic nickel-containing steel for protection against aggressive media | |
| WO2004065648A2 (en) | Corrosion resistant coating with self-healing characteristics | |
| Wang et al. | Corrosion behavior of a zirconium-titanium based phosphonic acid conversion coating on AA6061 aluminium alloy | |
| Marunkić et al. | Cerium citrate as ecologically friendly corrosion inhibitor for AA7075 alloy | |
| KR102369545B1 (en) | Compositions for reducing material removal by pickling in pickling of metal surfaces comprising galvanized and/or ungalvanized steel | |
| US3620939A (en) | Coating for magnesium and its alloys and method of applying | |
| Frolenkova et al. | Ecologically safe modified solutions for deposition of conversion coatings on steel | |
| Gao et al. | Construction and corrosion resistance mechanism of BTA passivation film on B30 cupronickel | |
| Zhou et al. | Effect of triethanolamine borate on corrosion resistance of hot-rolled mild steels in industrial laminar cooling processes | |
| JP2824174B2 (en) | Titanium material with excellent hydrogen absorption resistance | |
| Arukalam et al. | The inhibition of aluminium corrosion in hydrochloric acid solution by Hydroxyethylcellulose | |
| Loto et al. | Electrochemical corrosion resistance and inhibition behaviour of martensitic stainless steel in hydrochloric acid | |
| Enos et al. | Refinement of Citric Acid Passivation Methods and Comparison to Traditional Nitric Acid Based Chemistries | |
| US20200048774A1 (en) | Alloy surface activation by immersion in aqueous acid solution | |
| RU2383663C1 (en) | Method of firming anode-oxide coating of item out of aluminium and its alloys | |
| JPH045753B2 (en) | ||
| Hino et al. | Effect of pretreatment on anticorrosive performance of AZX911 magnesium alloy treated with anodizing from phosphate and ammonium salt solution | |
| Alagbe | Inhibition of NST–44 mild steel corrosion by some Inorganic substances in 0.1 M Ammonium Nitrate solutions |